CN211719612U - 一种新型led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型LED芯片，包括P氮化镓平台、N氮化镓平台、P电极、N电极、及P氮化镓平台与N氮化镓平台之间的有形发光区。以此提高LED芯片的出光效果。

Description

一种新型LED芯片

技术领域

本实用新型涉及新型LED芯片。更具体地说，本实用新型涉及一种有形LED芯片。

背景技术

自从1962年，通用电气公司的发明人，开发了第一种能实际应用的可见光LED芯片，开启了LED芯片在仪器仪表指示、交通信号灯、照明及电子显示屏等领域的旅程。LED芯片通过其P-N结及其之间的发光区把电能转化成光能，具体来讲，当电流作用于LED芯片时，电子被推向P区，在P区内电子与空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这是LED芯片发光的基本原理。随着全球能源日益短缺问题越驱严重，各国对节能产品的研究开发越来越关注，使节能环保的LED技术得于快速发展，给LED提供了巨大的市场机遇，目前LED日趋取代了传统的光源，以称为照明、显示屏等领域的主要基础光源。

近来，在LED照明领域及显示器应用领域的巨大市场前景吸引下及各国政府部门的大力促成，各公司纷纷投入研发生产，LED成本的降低使LED在照明领域的应用越来越广泛，至2011年LED芯片从之前的供不应求迅速向供过于求转化，使得各公司不得不对LED芯片重新认识、整顿，在低成本的基础上，LED芯片必须向高质量、高光效的方向转变，要让LED不但在照明领域有更好的前景，并且使其在显示器中的应用能越来越广泛，提高其光形的一致性，质量的稳定性，是具备发展眼光的企业家们认为目前LED技术中最具突破点研究开发技术之一。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型新型LED芯片，相对现有技术的LED芯片其结构更为简单，同时本实用新型的LED芯片在LED芯片工艺制程中提高效率。

本实用新型另一个目的是提供一种新型结构独特的LED芯片，提高了LED芯片的出光效果，保证了光形的一致性，并且进一步为下一步LED芯片的应用提高了质量的稳定性。

为了实现本实用新型的目的和其它优点，提供了一种新型LED芯片，包括P氮化镓平台、N氮化镓平台、P电极、N电极、及P氮化镓平台与N氮化镓平台之间的有形发光区。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中所述P氮化镓平台与N氮化镓平台之间的有形发光区的形状包括：圆台形发光区、三棱台形发光区、四棱台形发光区、六棱台形发光区。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中发光区侧壁为斜形侧壁，发光区的上底≤发光区的下底。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中LED芯片为有形芯片。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中LED芯片为有形芯片，形状包括：正方形、正六边形、等边三角形。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中正方形LED芯片的发光区形状包括：四棱台形、六棱台形、圆台形发光区；正六边形LED芯片的发光区形状为六棱台形；等边三角形LED芯片的发光区形状为三棱台形。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中所述的LED芯片为垂直结构的LED芯片。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中LED芯片的P电极、N电极分别在芯片的上下。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中LED芯片P氮化镓平台与N氮化镓平台分别为LED芯片的上下底。

本实用新型所述的新型LED芯片，其中LED芯片为正装芯片，其中P氮化镓平台、N氮化镓平台上的P电极、N电极，N氮化镓平台上的N电极与P氮化镓平台上的P电极的上表面水平的差值为h，h≤0.2µm。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型的发明人通过对LED芯片结构的研究，发明人发现了一种新型LED芯片，具备有形的发光区，LED芯片的有形发光区在制备N氮化镓平台时同步制备，或在垂直结构的LED芯片中也可在切割芯片时同步制备，提高了LED芯片工艺制程中的效率，节约了生产成本。同时本实用新型中LED芯片的有形结构不但节约了LED芯片工艺制程中的效率，节约了生产成本，同时为下一步LED芯片的应用工艺制程提供了便利。

本实用新型中发明人通过对LED芯片的研究发现本实用新型中对发光区进行有形化处理，使LED芯片结构与芯片内部的晶格结构更为匹配，其中P氮化镓平台与N氮化镓平台之间的有形发光区的形状包括：圆台形发光区、三棱台形发光区、四棱台形发光区、六棱台形发光区，有效提高了LED芯片各角度发光的均匀性，使其在应用中尤其在制备显示器应用中发光效果更佳，光色均匀饱和，各角度都能统一显色。如其中具备三棱台形发光区的LED芯片在制备显示器的发光体中的应用，可以有效提高单位面积内LED芯片的使用数量，提高了LED电子显示器的像素。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

说明书附图是为了进一步解释本实用新型，不是对本实用新型的发明保护范围的限制。

图1 为现有技术一般LED芯片的结构俯视示意图。

图2为制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片，在晶片上激光切长方形切割道后的结构示意图。

图3为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片上做圆形掩膜的结构示意图。

图4为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片在蚀刻出有形发光区并制备完电极的更接近实际的剖面结构示意图。

图5 为本实用新型LED芯片机构俯视图。

图6为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片，在其衬底面进行激光打孔后的机构示意图。

图7为制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片，在晶片上激光切正方形切割道后的结构示意图。

图8为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片上做圆形掩膜后部分结构示意图。

图9为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片在蚀刻出有形发光区并制备完电极的部分剖面结构示意图。

图10 为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片在蚀刻出有形发光区并制备完电极的更接近实际的部分剖面结构示意图。

图11 为本实用新型LED芯片B俯视图结构示意图。

图12为本实用新型LED芯片B仰视图结构示意图。

图13为制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片，在晶片上激光切正三角形切割道后的部分结构示意图。

图14为用于制备本实用新型LED芯片的外延垒晶晶片上做圆形掩膜后部分结构示意图。

图15为本实用新型LED芯片C俯视图结构示意图。

图16为本实用新型LED芯片C仰视图结构示意图。

图17为本实用新型垂直型LED芯片剖面结构示意图。

图18 为本实用新型垂直型LED芯片剖面结构示意图。

图19为本实用新型垂直型LED芯片剖面结构示意图。

图20为本实用新型垂直型LED芯片剖面结构示意图。

其中01为P型平台层，其下面为发光区；02为N型淡化镓平台层；03为P电极；04为N电极；05为激光切割道；06为掩膜；07为有形发光区；08为外延透明层；09为激光孔；10为外延垒晶衬底；11为N淡化镓层

具体实施方式

在说明书中描述本实用新型公开的实施例。所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。数字不一定按比例；某些功能可能被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员各种应用实施例的代表性基础。

下面结合具体实施方式，对本实用新型做进一步详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，而非对本实用新型发明范围的限制。

实施例1

本实用新型一种新型LED芯片A

a、取已剥离衬底层的外延垒晶晶片；

b、在晶片上激光切长方形切割道至N型氮化镓层下面层，如图2所示；

c、在外延垒晶晶片上做圆形掩膜，如图3所示；

d、蚀刻外延垒晶晶片非掩膜区域至N型淡化镓层，蚀刻出N氮化镓平台;

e、去掩膜，分别在P氮化镓平台、N氮化镓平台上制备P\N电极，发光区在实际蚀刻后可能更接近如图4所示；

f、裂片制备成LED芯片A ，LED芯片A俯视图，如图5所示。

说明：所述的外延垒晶晶片衬底，若透明度够的话，可以不进行剥离，也可以进行减薄处理，或在外延垒晶过程中在外延衬底上生长一层透明层，可以用于提高衬底剥离，芯片的良率；利用激光切割长方形切割道至N型氮化镓层下面层，其中切割道的深度可以根据外延垒晶片的厚度及可能在切割过程中导致晶片破碎的几率及后续裂片良率来综合考量，在保证不会碎片及便于裂片的前提下尽可能加深切割道。所以激光切割道不一定非在N型氮化镓层下面层，可以刚好在N型氮化镓层，或在其他层；在蚀刻N氮化镓平台同时，制备了有形发光区，同时也是对发光区残留的激光烧熔物进行清楚，有形发光区不会增加工序，并且保证了后续LED芯片出光的一致性，同时也提高了出光的效率。

实施例2

本实用新型一种新型LED芯片B

a、取衬底层已减薄的外延垒晶晶片；

b、在衬底面进行激光打孔至N型氮化镓层处，对孔进行蚀刻，去N型氮化镓层上激光残留物，制备N型氮化镓平台，如图8所示；

c、在晶片另一面激光切正方形切割道至N型氮化镓层下面层，如图8所示；

d、在外延垒晶晶片外延层面上做圆形掩膜，如图10所示；

e、对非掩膜区域进行蚀刻，一方面蚀刻清理切割道，提高后期LED芯片的出光率，另一方面制备圆台形发光区；

f、去掩膜，制备P氮化镓平台，分别在P氮化镓平台、N氮化镓平台上制备P\N电极，如图11所示，发光区在实际蚀刻后可能更接近如图11所示；

g、裂片制备成LED芯片B，LED芯片B俯视图，如图11所示，LED芯片的仰视图，如图12所示。

说明：对只需单向出光的LED芯片，对外延垒晶衬底可以不进行处理，或只需减薄处理，对双向出光的LED芯片，可对外延垒晶衬底进行减薄或剥离处理，N型氮化镓平台在外延垒晶晶片底部制备，通过对底部进行激光打孔至N型氮化镓层处或接近N型氮化镓层处后在对激光孔进行蚀刻处理，一方面清理激光烧熔物，另一方面制备N型氮化镓平台；在晶片另一面激光切正方形切割道时，其切割道的深度由外延垒晶片的厚度及可能在切割过程中导致晶片破碎的几率及后续裂片良率等因素来综合考量。对进行正方形切的晶片，可以在上面非切割道区域进行全面掩膜、蚀刻，用于制备正方形菱台状发光区，也可以一正方形边长为直径进行圆形掩膜、蚀刻，用于制备圆台状发光区，以此提高芯片的出光率及出光效果。

实施例3

本实用新型一种新型LED芯片C

a、取衬底层已减薄的外延垒晶晶片；

b、在衬底面进行激光打孔至N型氮化镓层处，对孔进行蚀刻，去N型氮化镓层上激光残留物，制备N型氮化镓平台，如图6所示；

c、在晶片另一面激光切正三角形切割道至N型氮化镓层下面层，如图13所示；

d、在外延垒晶晶片外延层面上做掩膜，如图14所示；

e、对切割道进行蚀刻，一方面蚀刻清理切割道，提高后期LED芯片的出光率，另一方面制备三菱台形发光区；

f、去掩膜，制备P氮化镓平台，分别在P氮化镓平台、N氮化镓平台上制备P\N电极，如图9所示，发光区在实际蚀刻后可能更接近如图10所示；

g、裂片制备成LED芯片C，LED芯片C俯视图，如图15所示，LED芯片C仰视图，如图16所示。

说明：对于衬底的处理同实施例2，可根据外延垒晶片的条件及所需要制备成的LED芯片要求进行综合考量；对衬底面进行激光打孔也同实施例2，孔形状优选与发光区的形状一致，并且方向也一致，如正三菱台形发光区，激光孔也为正三菱台形，并且P\N电极也优选形状一致，并且方向也一致。

对于垂直型LED芯片，不管其发光区的形状的形状如何，其P\N电极，可以做成如图17、图18、图19、图20所示，其中，若LED芯片为导电衬底，并且从上面出光，LED芯片结构可如图17所示，在LED芯片底部做成整面N电极；若LED芯片为非导电衬底，并且从上面出光，LED芯片结构可如图18所示，在LED芯片的衬底层打孔至N氮化镓层，在LED芯片底部做成整面N电极；若LED芯片为透光导电衬底，并且从下面出光，LED芯片结构可如图19所示，在LED芯片上面做成整面P电极；若LED芯片为非导电衬底，并且从下面出光，LED芯片结构可如图20所示，在LED芯片的衬底层打孔至N氮化镓层，在LED芯片上面做成整面P电极；

显而易见的是，本领域的技术人员可以从根据本实用新型的实施方式的各种结构中获得根据不麻烦的各个实施方式尚未直接提到的各种效果。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种新型LED芯片，其特征在于，包括P氮化镓平台、N氮化镓平台、P电极、N电极、及P氮化镓平台与N氮化镓平台之间的有形发光区，有形发光区的形状选自：圆台形发光区、三棱台形发光区、四棱台形发光区、六棱台形发光区中一种。

2.根据权利要求1所述的新型LED芯片，其特征在于，其中所述的发光区侧壁为斜形侧壁，发光区的上底≤发光区的下底。

3.根据权利要求1所述的新型LED芯片，其特征在于，所述的LED芯片为有形芯片。

4.根据权利要求3所述的新型LED芯片，其特征在于，所述的LED芯片为有形芯片，形状包括：正方形、正六边形、等边三角形。

5.根据权利要求1或4所述的新型LED芯片，其特征在于，其中所述的LED芯片的发光区形状包括：四棱台形、六棱台形、圆台形发光区；正六边形LED芯片的发光区形状为六棱台形；等边三角形LED芯片的发光区形状为三棱台形。

6.根据权利要求1所述的新型LED芯片，其特征在于，其中所述的LED芯片为垂直结构的LED芯片。

7.根据权利要求6所述的新型LED芯片，其特征在于，其中LED芯片的P电极、N电极分别在芯片的上下。

8.根据权利要求6所述的新型LED芯片，其特征在于，其中LED芯片P氮化镓平台与N氮化镓平台分别为LED芯片的上下底。

9.根据权利要求1所述的新型LED芯片，其特征在于，所述的LED芯片为正装芯片，其中P氮化镓平台、N氮化镓平台上的P电极、N电极，N氮化镓平台上的N电极与P氮化镓平台上的P电极的上表面水平的差值为h，h≤0.2µm。

Images